Quel matériel permet le stockage des données en grande capacité ?

complément de cours :

Analyse des réponses fausses :

• La carte mère sert à relier tous les composants électroniques d’un ordinateur
• La mémoire vive stocke de façon temporaire les logiciels et les données utilisées par le processeur. Elle a une capacité de stockage réduite (4 à 6 Go par barette).  Surtout elle est volatile ce qui signifie qu’elle se vide dès qu’elle n’est plus alimentée en électricité.
• Le processeur exécute les programmes en réalisant des opérations arithmétiques et logiques simples.

Si vous souhaitez mieux connaitre le matériel d’un ordinateur, vous pouvez lire le cours ci-dessous :

Les composants matériels d’un ordinateur

Un ordinateur est composé d’éléments matériels et logiciels.

Les éléments matériels sont des composants électroniques. Ils sont regroupés en 4 catégories

1. L’unité centrale qui comprend le processeur central et la mémoire centrale
2. La carte mère qui relie les différents composants
3. Les périphériques qui permettent à l’ordinateur de recevoir ou d’envoyer des données vers le monde extérieur
4. Les cartes d’extension qui donnent de nouvelles fonctionnalités à l’ordinateur.

I. L’unité centrale

Les mots « unité centrale » peuvent être utilisés pour désigner 2 choses :

• dans le langage courant, l’unité centrale est le boitier dans lequel les composants électroniques sont regroupés
• en informatique, l’unité centrale désigne le coeur de l’ordinateur c’est à dire le processeur et la mémoire centrale (mémoire vive). l’unité centrale traite les programmes et les données qui proviennent des périphériques d’entrée.

A. LE PROCESSEUR

Le processeur est le composant qui exécute les programmes. Il ne peut exécuter que des opérations très simples comme stocker et lire des données dans la mémoire vive et réaliser des opérations arithmétiques (+, -, *, /) et logiques (et ou).

Toutes les tâches effectuées par le processeur sont décomposées en opérations arithmétiques et logique. Plus une tâche est complexe plus elle nécessite d’opérations et donc plus elle est longue à réaliser (par exemple compresser un fichier ou calculer la forme d’un objet)

On appelle puissance d’un processus la rapidité à laquelle il effectue les opérations. Cette puissance appelée fréquence est mesurée en hertz (Hz). Plus la fréquence est élevée plus un processus peut faire d’opérations par seconde et donc plus il effectue des tache complexe rapidement. Actuellement la fréquence d’un processeur est d’environ 3 ou 4 Giga Hertz

Certains ordinateurs sont équipés de plusieurs processeurs pour aller encore plus vite. On parle de processeur multicoeur ou d’architecture multiprocesseur.

B. LA MÉMOIRE VIVE

La mémoire vive est aussi appelée mémoire centrale ou RAM (Random Access Memory). Elle stocke les programmes et les données qui sont en cours de traitement par le processeur.

La mémoire vive est volatile, c’est à dire que son contenu est effacé dès qu’elle n’est plus alimentée en courant électrique.

La mémoire vive à une capacité de stockage mesurée en octets (o). Actuellement les barettes de mémoire vive ont une capacité de 1 à 4 Giga Octets

Pour pouvoir exécuter une tâche, le programme et les données associées doivent être « chargés » en mémoire vive. Donc plus vous ouvrez de programmes plus il faut « charger » d’information dans la mémoire vive. En augmentant la taille de la mémoire vive, vous augmentez le nombre de programmes que vous pouvez utiliser en même temps

II La carte mère

La carte mère  permet de relier tous les autres composants entre eux. Tous les autres composants sont branchés sur la carte mère. C’est elle qui gère le transfert d’information entre chaque composant grâce à un cablage électrique appelé « bus ».

III Les périphériques

Les périphériques sont des composants qui permettent la communication entre l’unité centrale et le monde extérieur.

On peut classifier les périphériques selon qu’ils soient d’entrée ou de sortie ou des deux :

• Les périphériques d’entrée permettent d’envoyer de l’information à l’unité centrale. Ce sont par exemple, le clavier, la souris, le microphone, le scanner…
• Les périphériques de sortie reçoivent de l’information de l’unité centrale et la communiquent vers l’extérieur : l’écran, l’imprimante, les hauts parleurs…
• Les périphériques d’entrée/sortie permettent des comminications dans les deux sens : le disque dur, modem, la webcam équipée d’un micro…

On classifie aussi les périphérique selon qu’il se trouve à l’intérieur du boitier (périphériques internes) ou à l’extérieur (périphériques externes)

Un des périphériques les plus important est le disque dur.

A LES DISQUES DURS

Un disque dur est un espace de mémoire. Contrairement à la mémoire vive, les données sont stockées même quand le disque dur n’est plus alimenté en électricité. L’espace de mémoire se mesure en octet (o). Là où les barettes de mémoire vive ont une capacité de 2 à 6 Go, les disques dur ont une capacité de plusieurs centaines de Go voir pour les plus gros 1 Terra Otet (Un To = 1000 Go). Les disques durs peuvent avoir deux tailles : 3.5 pouce ou 2.5 pouces. Ils peuvent être à l’intérieur de l’ordinateur ou branchés dans un boitier externe qui sera relié à l’ordinateur grâce à un cable USB. Les disques dur 2.5 pouces ont l’avantage de consommer moins d’électricité ce qui permet de les alimenter uniquement avec le cable USB. Ils sont logiquement plus cher.

Le fonctionnement des disques durs et ses caractéristiques dépendent de son type : traditionnel ou SSD

1. Le fonctionnement des disques durs traditionnel

Un disque dur traditionnel est composé d’un ensemble de disques et d’une tête de lecture. La tête de lecture lit ou écrit sur les disques mais comme elle est en partie fixe, elle ne peut pas accèder à l’intégralité des disques. C’est pour cela que les disques tournent sur eux mêmes.

Ce système à deux inconvénients majeurs. Tout d’abord faire tourner un disque consomme beaucoup d’énergie. Cela pose un problème à l’autonomie des ordinateurs portables. Ensuite faire tourner un disque prend beaucoup de temps. Pour palier à ce problème on a inventé des diques qui tournent plus vite mais ils coutent beaucoup plus cher et font généralement plus de bruit.

Un autre problème est la fragmentation de l’information. Les disques sont composés d’une multitude de petits blocs (clusters). Quand vous enregistrez un fichier sur le disque dur, la tête de lecture écrit sur des clusters qui ne sont pas forcement les uns à coté des autres. Du coup pour lire le fichier les disques doivent tourner pour mettre à disposition de la tête de lecture les bons clusters. Donc plus les fichiers sont enregistrés sur des clusters éloignés plus les disques tournent. Vous comprenez bien que plus les disques doivent tourner, plus le temps d’accès au fichier est long. C’est pour cette raison qu’il existe des logiciels pour regrouper les clusters qui concernent un fichier identique. Ce sont les défragmenteurs.

Pour palier à ces problèmes, il a été inventé un nouveau type de disque dur : les SSD

2. Le fonctionnement des disques dur SSD

Les disques durs SSD fonctionnent comme des cartes SD ou Flash. Tout est électronique, il n’y a donc pas de disque qui tourne. La consommation est faible et les temps d’accès sont très rapides. Malheureusement en 2013 ces disques durs ont encore une capacité de stockage réduite (256 Go pour les plus gros), ils sont encore chers et surtout ils ont une durée de vie bien plus courtes que les disques durs traditionnels.

IV Les cartes d’extension

Les cartes d’extension ajoutent des capacités ou des fonctionnalités à un ordinateur. Les plus courantes sont :

• la carte réseau qui va permettre de connecter l’ordinateur à un réseau. La vitesse du réseau dépendra de sa bande passante c’est à dire de la quantité d’octets qui peut circuler sur le réseau en 1 seconde.
• la carte graphique qui va permettre à l’ordinateur d’afficher des images de plus ou moins bonne qualité
• la carte son qui va permettre à l’ordinateur d’émettre du son grâce à des hauts parleurs

Certaines carte d’extension sont intégrées à la carte mère